JP6537610B2 - Apparatus and method for inspecting ceramic honeycomb body - Google Patents
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Description
本出願は、2014年11月25日出願の米国仮特許出願第62/084355号に対する優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が本出願に援用される。 This application claims the benefit of priority to US Provisional Patent Application No. 62 / 084,355, filed Nov. 25, 2014, the contents of said provisional patent application being credible, the entire content of which is incorporated by reference. Are incorporated into the present application.
本開示の例示的実施形態は、セラミックハニカム体を製造する装置及び方法に関し、より詳細には、セラミックハニカム体の製造において上記セラミックハニカム体を自動的に検査する装置及び方法に関する。 Exemplary embodiments of the present disclosure relate to an apparatus and method for manufacturing a ceramic honeycomb body, and more particularly to an apparatus and method for automatically inspecting the ceramic honeycomb body in manufacturing a ceramic honeycomb body.
内燃機関からの排気ガスの後処理は、高表面積基材上に支持された触媒と、ディーゼル機関及びいくつかのガソリン直接噴射機関の場合は炭素すす粒子の除去のための触媒フィルタとを用いる場合がある。多孔性セラミックフロースルー(flow‐through)ハニカム基材、及び壁面流ハニカムフィルタを、これらの用途において使用してよい。 Post-treatment of exhaust gases from internal combustion engines using a catalyst supported on a high surface area substrate and a catalytic filter for removal of carbon soot particles in the case of diesel engines and some gasoline direct injection engines There is. Porous ceramic flow-through honeycomb substrates, and wall flow honeycomb filters may be used in these applications.
上記「背景技術」節に開示された上記情報は、本開示の背景の理解を高めるためだけのものであり、従って上記情報は、従来技術が当業者に示唆し得る従来技術のいずれの部分も形成しない情報を内包する場合がある。 The above information disclosed in the above "Background Art" section is only to enhance the understanding of the background of the present disclosure, and therefore, the above information may be any part of the prior art that the prior art may suggest to one skilled in the art. It may include information that is not formed.
本開示の例示的実施形態は、セラミックハニカム体を自動的に検査するための検査装置を提供する。 Exemplary embodiments of the present disclosure provide an inspection apparatus for inspecting a ceramic honeycomb body automatically.
本開示の例示的実施形態はまた、セラミックハニカム体を自動的に検査する方法も提供する。 The exemplary embodiments of the present disclosure also provide a method of automatically inspecting a ceramic honeycomb body.
本開示の更なる特徴は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、また部分的には「発明を実施するための形態」から明らかとなり、又は本開示の実施によって学習できる。 Further features of the present disclosure are described in the following "Forms for Carrying Out the Invention", and are partially apparent from the "Forms for Carrying Out the Invention" or can be learned by the practice of the present disclosure.
ある例示的実施形態は、セラミックハニカム体を自動的に検査するための検査装置を開示する。上記装置は:上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を放出するよう構成された光源;上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達された上記光の少なくとも一部分を受承するよう構成されたレンズ;伝達された上記光の像を撮像するよう構成された撮像デバイス;上記ハニカム体を支持するよう構成された支持チャック;並びに上記撮像された画像を受信し、各上記撮像された画像を分析し、上記分析に基づいて上記支持チャックを調整し、上記分析に基づいて上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするよう構成されたコントローラを含む。 One exemplary embodiment discloses an inspection apparatus for inspecting a ceramic honeycomb body automatically. The apparatus comprises: a light source configured to emit light towards a first end of the ceramic honeycomb body; configured to receive at least a portion of the light transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body. A lens; an imaging device configured to capture an image of the transmitted light; a support chuck configured to support the honeycomb body; and each of the captured images receiving the captured image And adjusting the support chuck based on the analysis, and a controller configured to align the channel and lens optic axes based on the analysis.
ある例示的実施形態はまた、セラミックハニカム体を製造するための装置も開示する。上記装置は、検査装置を備え、上記検査装置は:上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を放出するよう構成された光源;上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達された上記光の少なくとも一部分を受承するよう構成されたレンズ;伝達された上記光の像を撮像するよう構成された撮像デバイス;上記ハニカム体を支持するよう構成された支持チャック;並びに上記撮像された画像を受信し、各上記撮像された画像を分析し、上記分析に基づいて上記支持チャックを調整し、上記分析に基づいて上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするよう構成されたコントローラを含む。 Certain exemplary embodiments also disclose an apparatus for producing a ceramic honeycomb body. The apparatus comprises an inspection apparatus, the inspection apparatus comprising: a light source configured to emit light towards a first end of the ceramic honeycomb body; the light transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body A lens configured to receive at least a portion of the light; an imaging device configured to capture the transmitted image of the light; a support chuck configured to support the honeycomb body; and the captured image And a controller configured to analyze each of the captured images, adjust the support chuck based on the analysis, and align the channel and lens optic axes based on the analysis.
ある例示的実施形態はまた、セラミックハニカム体を自動的に検査する方法も開示する。上記方法は:上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を放出するステップであって、上記光の少なくとも一部分が、上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達される、ステップ;レンズを通して、上記光の上記一部分を画像化するステップ;上記チャネルと上記レンズの光軸との間の増分角度において複数の画像を撮像するステップ;上記撮像された画像の少なくとも一部分を分析するステップ;並びに上記分析するステップに基づいて上記セラミックハニカム体を調整して、上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするステップを含む。 Certain exemplary embodiments also disclose a method of automatically inspecting a ceramic honeycomb body. The method comprises: emitting light towards a first end of the ceramic honeycomb body, wherein at least a portion of the light is transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body; through a lens Imaging the portion of the light; imaging a plurality of images at incremental angles between the channel and the optical axis of the lens; analyzing at least a portion of the imaged image; Adjusting the ceramic honeycomb body based on the analyzing step to align the channel and lens optic axes.
ある例示的実施形態はまた、セラミックハニカム体を製造する方法も開示する。上記方法は、上記セラミックハニカム体を自動的に検査するステップを含み、上記検査するステップは:上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を放出するステップであって、上記光の少なくとも一部分が、上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達される、ステップ;レンズを通して、上記光の上記一部分を画像化するステップ;上記チャネルと上記レンズの光軸との間の増分角度において複数の画像を撮像するステップ;上記撮像された画像の少なくとも一部分を分析するステップ;並びに上記分析するステップに基づいて上記セラミックハニカム体を調整して、上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするステップを含む。 Certain exemplary embodiments also disclose a method of manufacturing a ceramic honeycomb body. The method comprises the steps of automatically inspecting the ceramic honeycomb body, the inspecting step: emitting light towards a first end of the ceramic honeycomb body, the method comprising the steps of: Imaging a portion of the light through the lens, a portion being transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body; a plurality of images at incremental angles between the channel and an optical axis of the lens; Imaging at least a portion of the imaged image; and adjusting the ceramic honeycomb body based on the analyzing to align the optical axis of the channel and the lens.
以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」はいずれも例示的及び説明的なものであり、本開示の更なる説明を提供することを意図したものであることを理解されたい。 It is to be understood that both the foregoing Summary of the Invention and the following Detailed Description of the Invention are exemplary and explanatory and are intended to provide a further description of the present disclosure. I want you to understand.
添付の図面は、本開示の更なる理解を提供するために含まれており、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するものであるが、これらは、本開示の原理を説明するために役立つ説明と共に、本開示の例示的実施形態を図示している。 The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the disclosure, and are incorporated into and constitute a part of the specification, which are the principles of the disclosure. Fig. 3 illustrates an exemplary embodiment of the present disclosure, along with a description that serves to illustrate the
多孔性セラミックハニカム体の製造は、セラミック粉体バッチ混合物を可塑化し、ハニカム押出ダイを通して上記混合物を押し出してハニカム押出成形物を形成し、上記ハニカム押出成形物を切断、乾燥及び焼成して、第1の端面から第2の端面へと軸方向に延在するチャネルを有する高強度かつ高耐熱性のセラミックハニカム体を製造するプロセスによって達成できる。本明細書において使用される場合、セラミックハニカム体は、セラミックハニカムモノリス及びセラミックセグメント化ハニカム体を含む。 The porous ceramic honeycomb body is produced by plasticizing a ceramic powder batch mixture, extruding the mixture through a honeycomb extrusion die to form a honeycomb extrusion, cutting, drying and firing the honeycomb extrusion, This can be achieved by the process of manufacturing a high strength and high temperature resistant ceramic honeycomb body having a channel extending axially from one end face to the second end face. As used herein, ceramic honeycomb bodies include ceramic honeycomb monoliths and ceramic segmented honeycomb bodies.
共押出された、又は後で塗布された外皮は、上記セラミックハニカム体の外側軸方向周縁表面を形成し得る。上記ハニカム体がモノリスであるかセグメント化されているかにかかわらず、上記ハニカム体の各チャネルを、入口面又は出口面において塞ぐことにより、フィルタを製造できる。いくつかのチャネルを塞がないままとする場合、部分フィルタを製造できる。上記ハニカム体がモノリスであるかセグメント化されているかにかかわらず、上記ハニカム体を触媒して基材を製造できる。更に、フィルタ及び部分フィルタを触媒して多機能性を生成できる。このようにして製造される上記セラミックハニカム体は、自動車排気系のセラミック触媒支持体として、並びにすす及び他の粒子をエンジン排気から除去するための触媒支持体及び壁面流粒子フィルタとして、幅広く使用される。 The coextruded or later applied skin may form the outer axial peripheral surface of the ceramic honeycomb body. Regardless of whether the honeycomb body is monolith or segmented, a filter can be manufactured by blocking each channel of the honeycomb body at the inlet or outlet face. If some channels are left unblocked, partial filters can be made. Regardless of whether the honeycomb body is monolith or segmented, the honeycomb body can be catalyzed to produce a substrate. Additionally, filters and subfilters can be catalyzed to create multifunctionality. The ceramic honeycomb body produced in this manner is widely used as a ceramic catalyst support for automobile exhaust systems, and as a catalyst support and wall flow particle filter for removing soot and other particles from engine exhaust. Ru.
セラミックハニカム製造のための市販の良好な結果をもたらすプロセスの中には、セラミックハニカム押出成形物の混合及び押出のために大型の共回転2軸スクリュ押出機を利用するものがある。ラム押出、プレス加工、鋳造、吹付け、及び3次元印刷が、セラミックハニカム体製造のための他のプロセスである。 Among the processes leading to good commercial results for ceramic honeycomb manufacture are those that utilize large co-rotating twin screw extruders for mixing and extrusion of ceramic honeycomb extrudates. Ram extrusion, pressing, casting, spraying and three-dimensional printing are other processes for ceramic honeycomb body production.
本開示の例示的実施形態は、ハニカム体を自動的に検査するための装置、及びセラミックハニカム体を自動的に検査する方法を提供する。これらの例示的実施形態によると、内部欠陥に関して基材を画像化するために、部品を検査システムの光軸と自動的に位置合わせする、装置及び方法が提供される。 Exemplary embodiments of the present disclosure provide an apparatus for automatically inspecting a honeycomb body, and a method for automatically inspecting a ceramic honeycomb body. According to these exemplary embodiments, apparatus and methods are provided that automatically align the part with the inspection system optical axis to image the substrate for internal defects.
自動ライトボックスシステムを用いた作業により、プロセスが再現可能な位置合わせ方法を有しない場合、ライトボックス法は再現性に乏しいことが明らかになっている。手動ライトボックス検査を用いた実験、及び研究室での実験により、検査対象の部品の配向の僅かな変化で内部欠陥の外見が変化することが実証されている。再現可能かつ正確な方法で、部品の平行チャネル内の空間における配向を自動的に見出すことにより、再現可能な画像分析及び欠陥検出のための再現可能な画像が提供されることが分かっている。 Working with an automatic light box system has revealed that the light box method is less repeatable if the process does not have a reproducible alignment method. Experiments with manual lightbox inspection and in the laboratory have demonstrated that slight changes in the orientation of the part to be inspected change the appearance of internal defects. It has been found that automatically finding the orientation in space within the parallel channels of the part in a reproducible and accurate manner provides reproducible images for reproducible image analysis and defect detection.
軸方向に延在するチャネルを有する押出成形された多孔性セラミックハニカム体(本明細書では「部品」と呼ぶ)は、本開示の例示的実施形態による焼成後に自動的に検査できる。本開示によって克服される自動検査システムの難点としては、検査対象の部品と検査デバイスとの自動位置合わせと、検査対象の基材の位置合わせに応じて出現したり、消滅したり、又は外見を変化させたりする場合がある欠陥を発見するための、再現可能な自動化された方法とが挙げられる。本開示は、これらの難点を克服する、内部欠陥のための自動光学検査の装置及び方法を提供する。 An extruded porous ceramic honeycomb body (referred to herein as a "part") having axially extending channels can be inspected automatically after firing according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The disadvantages of the automatic inspection system overcome by the present disclosure include the automatic registration of the part to be inspected with the inspection device and appearance or disappearance or appearance depending on the alignment of the substrate to be inspected. Reproducible, automated methods for finding defects that may change. The present disclosure provides an apparatus and method of automatic optical inspection for internal defects that overcomes these difficulties.
図1は、本開示の例示的実施形態による検査装置100の概略側面図である。図1に概略的に示すように、散乱光源102は、セラミックハニカム体(部品)106の第1の面(例えば入口面)に向けて光104を提供する。散乱光源102(光源)は、ディフューザを通して伝達される光源とすることができ、又は散乱光源102は任意に、コリメート光源102とすることができる。例えば散乱光源102は、部品106の端部表面領域より大きい光放出表面領域を有するライトボックスとすることができ、上記端部表面領域は、部品106の軸方向と交差する、部品106を通る断面である。上記部品のチャネルを通って伝達される光108は、部品106の第2の面(例えば出口面)から、テレセントリックレンズ110に向かって放出される。テレセントリックレンズ110は任意に、フレネルレンズ110とすることができる。テレセントリックレンズ110(レンズ)は、上記部品の領域(直径)を通過する光を画像化する。例えばレンズ110は、部品106の端部表面領域より大きい領域を画像化し、上記端部表面領域は、部品106の軸方向と交差する、部品106を通る断面である。
FIG. 1 is a schematic side view of an
レンズ110からの画像を受信するカメラ112は、上記画像を収集する検出器を内包する。支持チャック114は、垂直基準角度116における部品106の支持を提供する。垂直基準角度116は、部品106の外側周縁軸方向表面と、光源102からカメラ112まで、例えば光源102からカメラ112まで上記レンズの光軸に沿って、延在する、基準軸との間の角度であってよい。図1におけるように側部から見た垂直基準角度116を、本明細書ではピッチ角と呼ぶ場合がある。収集された画像は、カメラ112からコントローラ118へと伝達して分析してよい。
The
図2は、本開示の例示的実施形態による検査装置100内において、上記セラミックハニカム体のチャネル壁120によって何らかの角度で部分的にブロックされた、光源102からの光104の概略図である。チャネル壁120は、部品106の外側周縁軸方向表面に対して概ね平行であるが、これらは、基準に関する基準角度116の関係のようになっている必要はない。図2に示すように、光108の一部分は、上記ハニカム体のチャネルを通って伝達される。確認できるように、上記ハニカム体チャネルが光源102からの光104と位置合わせされると、チャネル壁120がブロックする光104は少なくなり、光108のより多くの部分が伝達される。
FIG. 2 is a schematic view of
図3は、本開示の例示的実施形態による検査装置100の概略上面図を示す。図3に概略的に示すように、支持チャック114は、水平基準角度122における部品106の支持を提供する。水平基準角度122は、部品106の外側周縁軸方向表面と、光源102からカメラ112まで、例えばカメラ112から光源102までレンズ110の光軸に沿って、延在する、基準軸との間の角度であってよい。図3におけるように上から見た水平基準角度122を、本明細書ではヨー角と呼ぶ場合がある。
FIG. 3 shows a schematic top view of an
図4は、本開示の例示的実施形態による検査装置100の概略図を示す。図4は、チャネル120の平均がレンズ110の光軸と位置合わせされる等の位置合わせプロセスの後の、側面図又は上面図であってよい。従って、コンベア、支持体又はロボットアームといった輸送デバイスは、例えばピッチ角116及び/又はヨー角122を有するレンズ光軸との位置合わせに対して斜めに、支持チャック114上に部品106を配置でき、また検査装置100は、チャネル120を上記レンズ光軸と自動的に位置合わせできる。
FIG. 4 shows a schematic view of an
図5は、本開示の例示的実施形態による、光源102に向かって見た検査装置100の支持チャック114内の部品106の出口端面図を示す。図5は、チャネル壁120が互いに対して完璧に平行でなくてよいことを示している。図の右上から左下へと部品106の中央を横断する明色の部分510は、上記チャネルを通って伝達される光108を示す。一方、図の上部の暗色の部分520、及び図の下部の暗色の部分530は、光104がチャネル壁120によってブロックされていることを示す。
FIG. 5 shows an exit end view of the
図6Aは、本開示の例示的実施形態による検査装置100においてセラミックハニカム体106のヨーを位置合わせするための例示的方法600の概略的なフローチャートである。図1、3及び4を再び参照すると、検査装置100は、本開示の方法600の例示的実施形態を実施することによって、セラミックハニカム体106のヨーを位置合わせできる。操作602では、部品106が、装置100内、例えば支持チャック114上に配置され、例えばコントローラ118によって水平基準角度122が記録される。操作604では、コントローラ118によって、伝達された光108の平均強度が算出される。
FIG. 6A is a schematic flow chart of an
操作606では、コントローラ118は、支持チャック114を制御して、ある角度増分だけ、例えばヨーを+0.1°だけ、上記部品を傾斜させる。この新しいヨー位置における、伝達された光108の平均強度が、操作608においてコントローラ118によって算出される。コントローラ118は、操作610において、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を、以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作612は、上記ヨー角度増分(+0.1°)だけ上記部品を傾斜させる。
In
操作614は、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を再び算出し、また操作616では、コントローラ118は、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を、上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、操作616で算出された上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作612は、上記ヨー角度増分(+0.1°)だけ上記部品を傾斜させる。操作614及び616を繰り返す。
上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、操作616で算出された上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作618は、例えば負の上記ヨー角度増分(‐0.1°)だけ、上記部品を上記以前のヨー位置に戻すように傾斜させる。操作618によって決定されるヨー位置は、上記基準軸に対して位置合わせされたヨー基準角度122であることが決定され、プロセス600は620において終了する。
If the average intensity of the transmitted light 108 at the new yaw position is less than the stored value of the average intensity of the transmitted light 108 at the previous yaw position calculated at
操作610を再び参照すると、コントローラ118が、操作610において、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を、以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較し、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作622は、例えば負の上記ヨー角度増分(‐0.1°)だけ、上記部品を上記以前のヨー位置に戻すように傾斜させる。操作624は、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を算出し、また操作626では、コントローラ118は、上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度を、以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。
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上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、操作626で算出された上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作622は、上記部品を負の上記ヨー角度増分(‐0.1°)だけ傾斜させる。操作624及び626を繰り返す。上記新しいヨー位置における伝達された光108の平均強度が、操作626で算出された上記以前のヨー位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作628は、例えば上記ヨー角度増分(+0.1°)だけ、上記部品を上記以前のヨー位置に戻すように傾斜させる。操作628によって決定されるヨー位置は、上記基準軸に対して位置合わせされたヨー基準角度122であることが決定され、プロセス600は630において終了する。
If the average intensity of the transmitted light 108 at the new yaw position is greater than the stored value of the average intensity of the transmitted light 108 at the previous yaw position calculated at
図6Aは、ヨー位置合わせを決定するヒルクライム法を示す。ヨー位置合わせを決定するための他の方法としては、例えばダウンヒル法又はアメーバ法が挙げられる。 FIG. 6A shows the hill climb method of determining yaw alignment. Other methods for determining yaw alignment include, for example, the downhill method or the amoeba method.
図6Bは、本開示の例示的実施形態によるセラミックハニカム体106のヨーを位置合わせするための例示的な位置合わせ方法600における、平均光強度を算出する方法632の概略的なフローチャートである。プロセス632は操作634において開始され、操作636では、例えばカメラ112によって部品106の画像が撮像される。撮像された画像の例が図5に示されており、本開示の例示的実施形態によると、検査装置100の支持チャック114内の部品106の、散乱光源102に向かって見た出口端面図が撮像されている。ヨー位置合わせプロセス600では、操作604、608、614、及び624において、平均光強度を算出するためのプロセス632を実施できる。平均光強度を算出するための方法632の操作638では、例えばコントローラ118によって、関心領域(regionofinterest:ROI)を上記画像から抽出する。操作640では、コントローラ118は、上記ROIの平均ピクセル強度を算出して返送する。プロセス632は操作642において終了する。
FIG. 6B is a schematic flow chart of a
図6Cは、本開示の例示的実施形態による検査装置100内のセラミックハニカム体106のピッチを位置合わせするための例示的な方法644の概略的なフローチャートである。操作646では、部品106が、装置100内、例えば支持チャック114上に配置され、例えばコントローラ118によって垂直基準角度116が記録される。操作648では、コントローラ118によって、伝達された光108の平均強度が算出される。図6Bに図示し上で説明した、平均光強度を算出するための方法632を、本開示の例示的実施形態によるこの例示的な位置合わせ方法644において使用してよい。
FIG. 6C is a schematic flow chart of an
操作650では、コントローラ118は、支持チャック114を制御して、ある角度増分だけ、例えば+0.1°のピッチだけ、上記部品を傾斜させる。この新しいピッチ位置における、伝達された光108の平均強度が、操作652においてコントローラ118によって算出される。コントローラ118は、操作654において、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を、以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作656は、上記ピッチ角度増分(+0.1°)だけ上記部品を傾斜させる。
In
操作658は、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を再び算出し、また操作660では、コントローラ118は、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を、上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、操作660で算出された上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作656は、上記ピッチ角度増分(+0.1°)だけ上記部品を傾斜させる。操作658及び660を繰り返す。
上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、操作660で算出された上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作662は、例えば負の上記ピッチ角度増分(‐0.1°)だけ、上記部品を上記以前のピッチ位置に戻すように傾斜させる。操作662によって決定されるピッチ位置は、上記基準軸に対して位置合わせされたピッチ基準角度116であることが決定され、このプロセスは664において終了する。
If the average intensity of the transmitted light 108 at the new pitch position is less than the stored value of the average intensity of the transmitted light 108 at the previous pitch position calculated at
操作654を再び参照すると、コントローラ118が、操作654において、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を、以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較し、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作668は、例えば負の上記ピッチ角度増分(‐0.1°)だけ、上記部品を上記以前のピッチ位置に戻すように傾斜させる。操作670は、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を算出し、また操作672では、コントローラ118は、上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度を、以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値と比較する。
Referring again to
上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、操作672で算出された上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より大きい場合、操作668は、上記部品を負の上記ピッチ角度増分(‐0.1°)だけ傾斜させる。操作670及び672を繰り返す。上記新しいピッチ位置における伝達された光108の平均強度が、操作672で算出された上記以前のピッチ位置における伝達された光108の平均強度の記憶されている値より小さい場合、操作674は、例えば上記ピッチ角度増分(+0.1°)だけ、上記部品を上記以前のピッチ位置に戻すように傾斜させる。操作674によって決定されるピッチ位置は、上記基準軸に対して位置合わせされたピッチ基準角度116であることが決定され、このプロセスは676において終了する。
If the average intensity of the transmitted light 108 at the new pitch position is greater than the stored value of the average intensity of the transmitted light 108 at the previous pitch position calculated at
図6Cは、ピッチ位置合わせを決定するヒルクライム法を示す。ピッチ位置合わせを決定するための他の方法としては、例えばダウンヒル法又はアメーバ法が挙げられる。 FIG. 6C shows the hill climb method of determining pitch alignment. Other methods for determining pitch alignment include, for example, the downhill method or the amoeba method.
図6Bの、平均光強度を算出するための方法632の概略的なフローチャートを、本開示の例示的実施形態によるセラミックハニカム体106のピッチを位置合わせするための例示的な位置合わせ方法644において使用できる。ピッチ位置合わせプロセス644では、操作648、652、658、及び670において、平均光強度を算出するためのプロセス632を実施できる。
The schematic flow chart of
部品106の位置の移動に関して、ヨー及びピッチ位置合わせを説明したが、本開示はそのように限定されるものではない。本開示の例示的実施形態によると、部品106が静止したまま、レンズ110の角度位置を制御することもできる。図6A、6B及び6Cを参照して上述したものと同様の以下の方法による、レンズ110の位置の制御により、画像化対象の部品106の位置を制御して部品106をレンズ110の光軸と位置合わせすることと同一の効果を生成できる。このような実施形態では、上記レンズをコントローラ118によって制御することによって、ピッチ及びヨー方向に移動させることができる。
Although yaw and pitch alignment have been described with respect to movement of the position of
ピッチ角116及びヨー角122を、それぞれ側面図及び上面図に関して説明したが、ピッチ角116及びヨー角122はいずれの配向とすることができる。一般には、ピッチ角116及びヨー角122は互いに直交する。上部(top)、底部(bottom)、側部(side)、上側(upper)、下側(lower)、垂直(vertical)及び水平(horizontal)といった用語が使用されているが、本開示はそれに関してこれらの例示的実施形態に限定されない。代わりに、空間に関する相対的な用語、例えば上部(top)、底部(bottom)、水平(horizontal)、垂直(vertical)、側部(side)、直下(beneath)、下方(below)、下側(lower)、上方(above)、上側(upper)等は、本出願においては、説明を容易にするために、別の1つ若しくは複数の要素又は1つ若しくは複数の特徴に対する、ある要素又は特徴の、図中に図示されている通りの関係を説明するために使用できる。空間に関する相対的な用語は、図示されている配向に加えて、使用又は動作時のデバイスの異なる複数の配向を包含することを意図していることを理解されたい。例えば図中のデバイスを反転させると、他の要素又は特徴の「下方」又は「直下」として説明されている要素は、上記他の要素又は特徴の「上方」に配向されることになる。従って、この例示的な用語「下方」は、上方及び下方の配向両方を包含できる。デバイスは他の配向であってよく(90°又は他の配向で回転させてよく)、本出願において使用される空間に関する相対的記述子はこれに従って解釈してよい。従って、図1の検査装置を90°回転させた場合、例示的な用語「側部(side)」は「上部(top)」となることができ、その逆も成り立つ。
Although
部品106が撮像システム(レンズ110の光軸)と位置合わせされる、即ち部品106の均一に照明された画像の平均強度が最大化される位置(ピッチ角116及びヨー角122)が確立されると、この情報を用いて、上記部品を内部欠陥に関して検査してよい。撮像システム(レンズ110の光軸)と位置合わせされた部品106の位置(ピッチ角116及びヨー角122)を、本明細書では位置合わせ角度と呼ぶ。この位置合わせ角度は、いくつかの欠陥に関する最適な視認角度である。また、この位置合わせ角度が最適な視認角度でない他の欠陥を視認する方法を決定するために使用できるのは、基準位置である。コントローラ118は、画像撮像、平均強度を決定するための上記画像の分析、位置合わせプロセスに必要な運動、並びに欠陥の検出のための画像の撮像及び分析を含む、プロセス全体を制御できる。
A position (
セラミックハニカム構造体106は、本開示の例示的実施形態による検査装置100を用いて検出可能な複数のタイプの内部欠陥を示し得る。焼成中に発生し得る内部割れは、多数の隣接するセルのセル壁が割れている領域である。内部裂けは、押出中に、ダイを通る不均一なバッチ流の領域によって引き起こされ得、これは、出口端部から光源102に向かって見た場合に、部品106の内部で「蜂の巣」のように見える。膨張したウェブもまた、押出中に、ダイを通る不均一なバッチ流の領域によって引き起こされ得、これは装置100内のカメラ112からの画像において、厚いウェブのように見える場合がある。閉塞(dead)チャネルは、部品106の周縁セルの不十分な形成によって引き起こされる欠陥であり、これは、剥皮プロセス中の周縁セルのブロックにつながる。本開示は、これらの欠陥(割れ、裂け、膨張ウェブ、閉塞チャネル等)のうちの少なくとも1つに関するセラミックハニカム構造体の自動検査のための方法及び装置を提供する。
The
異なるタイプの発生し得る欠陥それぞれに関して、欠陥特異的検査技法を採用してよい。例えば、内部割れは、本明細書に記載の装置100との位置合わせ角度から画像化した場合、部品106の面を横断するかすかな線のように見える場合がある。上記部品の位置合わせを、上記位置合わせ角度から、上記割れを表す上記線に対して垂直(90°)なある程度の成分を有する方向に変位させると、画像内の割れのコントラストが改善される。割れは、上記部品の上記面全体に影を落とすように見え始める。この例は、図7A及び7Bにおいて確認できる。
For each of the different types of potential defects, defect specific inspection techniques may be employed. For example, an internal fracture may appear as a faint line across the surface of
図7Aは、本開示の例示的実施形態による、散乱光源102に向かって見た、検査装置100の支持チャック114内の、欠陥710(割れ)を有する部分106の出口端面図を示す。部品106の上記面が右に向かって移動して見えるように部品106を回転させると(ヨー角の変更)、影720がゆっくりと消滅して、割れ710の左側に影730が再び出現する。図7Bは、本開示の例示的実施形態による、ヨー回転後の図7Aに示した割れ欠陥710を有する部分106の端面図を示す。
FIG. 7A illustrates an exit end view of a
影730は、部品106が上記位置合わせ角度から移動した方向に基づいて分かる方向において、境界上に鋭角の勾配を示し得る。部品106がヨー軸に沿った正の変位を受けている場合、割れ710の影730は、上記画像内で大きな負の勾配を示す。部品106が上記位置合わせ角度から、ヨー軸に沿った負の変位を受けている場合、割れ710の影720は、大きな正の勾配を示す。コントローラ118は、画像を処理して、一方の勾配が存在し他方の勾配が存在しないことをチェックできる。上記変位角度は打ち消すことができ(部品106は上記位置合わせ角度から同一の距離だけ反対方向に移動する)、上記コントローラは再び、一方の勾配が存在し他方の勾配が存在しないことをチェックできる。この挙動は、セルラーセラミック基材の画像化の際に見られる特徴の中でも独自のものである。このようにして検査装置100は、優れた再現性及び精度で、内部割れを検出できる。このタイプの観察及び検出は、これらの例示的実施形態による検査装置100を用いて上記位置合わせ角度を最初に決定した後で可能である。
The
これらの例示的実施形態による検査装置100を用いて、押出成形されたセルラーセラミック基材において一般的な他の内部欠陥も同様に検出できる。これらの例示的実施形態によると、本明細書に記載の装置及び方法は、ハニカム体106を繰り返し、及び自動的に検査できる。
With the
更に、位置合わせ角度基準の決定により、検査装置100は、上記位置合わせ角度に対して複数の角度で画像を撮像して、上記画像のコントラストを局所的に最大化できる。これは、図5に示すような基材106を画像化する場合に必要となり得る。支持体114をコントローラ118で操作することによって、上記位置合わせ角度の周りでの小さな角度変位を行うことにより、図5に示されているもののような部品106内の暗色の部分520、530を照明できる。即ち、明色の部分510が、部品106の画像の最大化された平均明度、即ち部品106の全面となる、第1の位置合わせ角度を確立できる。しかしながら、暗色の部分520において平均明度が最大化される第2の位置合わせ角度も確立できる。更に、暗色の部分530において平均明度が最大化される第3の位置合わせ角度を確立できる。部分510、520及び530は、部品毎に任意に分布していてよい。従って、上記部品の面を2つ以上のセクタに一貫して分割してよく、各セクタに関して、あるセクタが上記セクタの位置合わせ角度において位置合わせされた場合に、全てのチャネルが当該セクタ内となり、また1つの平均明度が最大化された部分内となるように、位置合わせ角度が確立される。
Further, the determination of the alignment angle reference allows the
上記セクタ位置合わせ角度は、上記位置合わせ角度に関して複数の角度において撮像された画像から上記位置合わせ角度を確立するのと同様の様式で確立できる。部品106は、各セクタにおいて最大化された平均明度の複合画像によって画像化でき、ここで上記複合画像内の各画像は、部品106の端面の1つのセクタをカバーする。例えば、画像化された部品106は、16個のセクタによって画像化してよく、各セクタは、最大化された平均明度と、これに関連するセクタ位置合わせ角度とを有する。この例では、上記画像は16個の「パイスライス(pie slice)」に分割される。検査プロセスは、各セクタを、各セクタに特異的な位置合わせ角度の周りで検査して、欠陥を検出できる。即ち上記装置及びプロセスは、撮像した全ての画像を調査して、どの画像が各「パイスライス」に関して最良のコントラストを生成するかを発見できる。次に、最高コントラストのパイスライスを、割れ、内部裂け、内部膨張ウェブ又は閉塞チャネルといった内部欠陥に関して調査する。セクタの数は特に限定されず、例えば2〜64個とすることができる。
The sector alignment angle may be established in a manner similar to establishing the alignment angle from images captured at multiple angles with respect to the alignment angle. The
本開示を、本開示の特定の例示的な、及び具体的な実施形態に関して、以下に更に説明する。上記実施形態は単なる例示であり、限定を意図したものではない。実施例のうちのいくつかによると、例えば図1〜4を参照して本明細書に記載されているような、散乱光源102、テレセントリックレンズ110、検出器を備えるカメラ112、ハニカム体支持チャック114、及びコントローラ118を備える、本開示の例示的実施形態による検査装置100のプロトタイプを実装した。検査装置100は、頑丈な基材106の自動内部観察のために使用され、ライトボックスを用いた手動検査に比べて改善された再現性及び精度を提供した。表1に記載されているように、「評価者内のκ値」は、装置100の再現性の指標である。「評価者対基準のκ値」は、検査装置100と、品質基準によって決定された基準値との間の一致の指標である。上記品質基準は、品質部門によって確立されたものである。本質的には、「κ値」は、偶然による一致を削除した、基準との再調整済みパーセント一致である。より高いκ値は、本開示の例示的実施形態による検査装置100が基準値とより多く一致したことを意味する。換言すると、「評価者対基準のκ値」が高いほど、検査装置100の精度が高いことを意味する。
The present disclosure is further described below with respect to specific exemplary and specific embodiments of the present disclosure. The above embodiments are merely illustrative and not intended to be limiting. According to some of the embodiments, the scattered
データは、プロトタイプ装置100を用いて実験を行うことによって取得した。28個の部品106を、品質部門によって「合格」又は「不合格」として特性決定した(Ref(基準))。これらの部品106をそれぞれ3回の繰り返し(Rep)に関して、検査装置100上で実験に供した。各繰り返しに関して、装置100が部品106を合格としたか又は不合格としたか(P/F)を記録した。装置100はまた、欠陥のタイプを、不合格に関する「理由」として識別した。このデータを表2に示す。次に統計的分析を用いて、「評価者内のκ値」及び「評価者対基準のκ値」を算出した。
Data were acquired by conducting experiments using the
誤った不合格(αリスク):表2のデータは、Refによって合格とみなされた部品106に関して、3回のRep全てにおいてRefとは不一致となり、不合格に戻された2つの実施例、188及び525を示す。2つの更なる実施例が、Refによって合格とみなされた部品106に不合格を与えた1回のRep、それぞれ227‐3及び507‐2を有していた。
False rejection (α risk): The data in Table 2 are two examples for which all the three Reps disagreed with Ref and returned to rejection for the
理由の不一致:2つの実施例381及び505、並びに第3の実施例368の2回のRep(Rep368‐2及び368‐3)は、不合格の部品106についてRefと一致していたものの、不合格の理由、内部割れ、連続的な内部裂けが、Refと一致しなかった。
Mismatch of reasons: Although the two Reps (Rep 368-2 and 368-3) of the two Examples 381 and 505, and the third Example 368 were consistent with the Ref for the failed
誤った合格(βリスク):更なる実施例134は、Refによって不合格とみなされた部品106に合格を与えた1回のRep、134‐2を有していた。「理由の不一致」において上述した実施例368のRep1もまた、Refが部品106を不合格とみなしている場合に合格を示した。
False Pass (β Risk): A further example 134 had one Rep, 134-2, which passed the
本開示によって提供される、ハニカム体を検査する装置及び方法の利点としては、セラミックハニカム構造体の経済的な自動位置合わせ及び検査が挙げられる。即ち、位置合わせ及び検査は同一のハードウェアを用い、これは製造コストの節約及び効率を提供する。本開示の例示的実施形態は、再現可能な画像分析及び欠陥検出のための、欠陥の再現可能な画像を提供する。再現可能な画像を得るために、本開示の例示的実施形態は、部品の平行なチャネルの空間内に、再現可能かつ正確な方法で配向を提供する。本開示の例示的実施形態は、セラミック基材を、機械視覚的検査システムの光軸と、正確かつ再現可能な方法で位置合わせするための方法及び装置を提供する。本開示の例示的実施形態は、大型のセラミックハニカム構造体のための改善された位置合わせも提供する。本開示の装置及び方法は、大型部品内のチャネルの低い平行性を考慮し、最適な位置合わせを高い再現性で決定する。テレセントリックレンズ又はフレネルレンズの使用は、撮像システムの光軸に沿ったセラミック基材の極めて多数のチャネルを実現できるという利点を提供する。これにより、上記基材のより多くの平行でないチャネル(これは基材のサイズが増大するに従って頻発する)の効率的かつロバストな検査が可能となる。 The advantages of the apparatus and method of inspecting honeycomb bodies provided by the present disclosure include economical automatic alignment and inspection of ceramic honeycomb structures. That is, alignment and inspection use the same hardware, which provides manufacturing cost savings and efficiency. Exemplary embodiments of the present disclosure provide reproducible images of defects for reproducible image analysis and defect detection. In order to obtain reproducible images, the exemplary embodiments of the present disclosure provide orientation in a reproducible and accurate manner within the space of parallel channels of a part. Exemplary embodiments of the present disclosure provide methods and apparatus for aligning a ceramic substrate with an optical axis of a machine vision inspection system in an accurate and repeatable manner. The exemplary embodiments of the present disclosure also provide improved alignment for large ceramic honeycomb structures. The apparatus and method of the present disclosure take into account the low parallelism of the channels in large parts and determine the optimal alignment with high repeatability. The use of telecentric or Fresnel lenses offers the advantage that a very large number of channels of ceramic substrate can be realized along the optical axis of the imaging system. This allows efficient and robust inspection of the more non-parallel channels of the substrate, which occur more frequently as the size of the substrate increases.
本明細書に記載の、複数の画像を撮像及び分析することによってセラミック基材内の内部割れ及び割れではない内部欠陥を検出するための、本開示の例示的実施形態は、単一画像技法及び手動検査といった他の技法に比べて、精度及び再現性を改善する。本開示に従って提供される、ハニカム体を検査する装置及び方法の別の利点は、位置合わせ角度を決定するために、上記ハニカム体の面をチャネルに対して垂直にする必要がない点である。 An exemplary embodiment of the present disclosure for detecting internal defects in a ceramic substrate by imaging and analyzing a plurality of images as described herein is a single imaging technique and Improves accuracy and repeatability compared to other techniques such as manual inspection. Another advantage of the apparatus and method of inspecting a honeycomb body provided in accordance with the present disclosure is that the face of the honeycomb body does not have to be perpendicular to the channels to determine the alignment angle.
本開示の目的のために、「X、Y及びZのうちの少なくとも1つ(at least one of X, Y, and Z)」は、Xのみ、Yのみ、Zのみ、又は2つ以上の項目X、Y及びZのいずれの組み合わせ(例えばXYZ、XYY、YZ、ZZ)として解釈できることを理解されたい。 For the purpose of the present disclosure, "at least one of X, Y and Z" means X only, Y only, Z only or two or more items. It should be understood that it can be interpreted as any combination of X, Y and Z (eg XYZ, XYY, YZ, ZZ).
本明細書全体を通した例示的実施形態への言及、及び本明細書全体を通した同様の記述は、同一の実施形態に言及したものであってよいが、必ずしもそうでなくてよい。更に、ある例示的実施形態を参照して本出願に記載されている主題の、記載された特徴、構造又は特性は、1つ又は複数の例示的実施形態において、いずれの好適な方法で組み合わせることができる。 References to exemplary embodiments throughout the specification, and similar descriptions throughout the specification may, but do not necessarily, refer to the same embodiments. Furthermore, the described features, structures or characteristics of the subject matter described in the present application with reference to certain exemplary embodiments may be combined in any suitable manner in one or more exemplary embodiments. Can.
本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、本開示において様々な修正及び変更を実施できることは、当業者には明らかであろう。従って、添付の請求項は、添付の請求項及びその等価物の範囲内である限りにおいて、本開示の修正例及び変形例を包含することを意図している。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present disclosure without departing from the spirit or scope of the present disclosure. Thus, it is intended that the appended claims cover the modifications and variations of this disclosure as long as they fall within the scope of the appended claims and their equivalents.
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described separately.
実施形態1
セラミックハニカム体を検査するための検査装置であって、
上記セラミックハニカム体のチャネル内へと光を向けるよう構成された光源;
上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達された上記光の少なくとも一部分を受承するよう構成されたレンズ;
伝達された上記光の像を撮像するよう構成された撮像デバイス;
上記ハニカム体を支持するよう構成された支持チャック;並びに
上記撮像された画像を受信し、各上記撮像された画像を分析し、上記分析に基づいて上記支持チャック及び上記レンズのうちの少なくとも1つを調整し、上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするよう構成されたコントローラ
を備える、装置。
Embodiment 1
An inspection apparatus for inspecting a ceramic honeycomb body,
A light source configured to direct light into a channel of the ceramic honeycomb body;
A lens configured to receive at least a portion of the light transmitted through the channel of the ceramic honeycomb body;
An imaging device configured to capture an image of the light transmitted;
A support chuck configured to support the honeycomb body; and receiving the captured images, analyzing each of the captured images, and based on the analysis, at least one of the support chuck and the lens. A controller configured to: adjust and align the channel and lens optical axes.
実施形態2
前記光源は、散乱光源及びコリメート光源のうちの少なくとも1つを含む、実施形態1に記載の装置。
Embodiment 2
The apparatus according to embodiment 1, wherein the light source comprises at least one of a scattered light source and a collimated light source.
実施形態3
上記レンズは、テレセントリックレンズ及びフレネルレンズのうちの少なくとも1つを含む、実施形態1又は2に記載の装置。
Embodiment 3
The device of embodiment 1 or 2, wherein the lens comprises at least one of a telecentric lens and a Fresnel lens.
実施形態4
上記コントローラは、上記支持チャック及び上記レンズのうちの少なくとも1つを調整して、上記チャネル及び上記レンズ光軸の位置合わせを実施することにより、上記ハニカム体内の少なくとも1つの欠陥を検出する、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 4
The controller detects at least one defect in the honeycomb body by adjusting at least one of the support chuck and the lens and performing alignment of the channel and the lens optical axis. The device according to any one of the aspects 1 to 3.
実施形態5
上記少なくとも1つの欠陥は、内部割れ、内部裂け、膨張ウェブ、及び閉塞チャネルのうちの少なくとも1つを含む、実施形態1〜4のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 5
The apparatus according to any one of the preceding embodiments, wherein the at least one defect comprises at least one of an internal crack, an internal tear, an expanding web, and an occlusion channel.
実施形態6
上記コントローラは、各上記画像を分析することによって、平均伝達光強度を決定し、上記平均伝達光強度が最大化される場合に上記チャネル及び上記レンズ光軸を位置合わせするよう構成される、実施形態1〜5のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 6
The controller is configured to determine an average transmitted light intensity by analyzing each of the images and to align the channel and the lens optical axis when the average transmitted light intensity is maximized. The device according to any one of the aspects 1-5.
実施形態7
上記撮像デバイスは、上記伝達された光の画像を撮像するための検出器を備えるカメラを含む、実施形態1〜6のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 7
The apparatus according to any one of the preceding embodiments, wherein the imaging device comprises a camera comprising a detector for capturing the image of the transmitted light.
実施形態8
上記セラミックハニカム体を上記支持チャック上に配置するよう構成された輸送デバイスを更に備え、
上記チャネル及び上記レンズ光軸は、ヨー角及びピッチ角のうちの少なくとも1つに関して位置合わせされない、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 8
Further comprising a transport device configured to position the ceramic honeycomb body on the support chuck,
The apparatus according to any one of the preceding embodiments, wherein the channel and the lens optical axis are not aligned with respect to at least one of yaw angle and pitch angle.
実施形態9
上記コントローラは更に、各上記撮像された画像を分析し、上記分析に基づいて上記支持チャックを調整し、上記チャネルの複数のセクタと上記レンズ光軸とを位置合わせすることによってセクタ位置合わせを実施するよう構成され、
各上記セクタは、上記複数のセクタのうちの他の1つに対して平行でない少なくとも1つのチャネルを備える、実施形態1〜8のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 9
The controller further performs sector alignment by analyzing each of the captured images, adjusting the support chuck based on the analysis, and aligning the plurality of sectors of the channel with the lens optical axis. Configured to
9. The apparatus as in any one of embodiments 1-8, wherein each said sector comprises at least one channel not parallel to another one of said plurality of sectors.
実施形態10
上記セクタの個数は2〜64個である、実施形態1〜9のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 10
The apparatus according to any one of the preceding embodiments, wherein the number of sectors is 2 to 64.
実施形態11
上記コントローラは、上記支持チャック及び上記レンズのうちの少なくとも1つを調整して、上記チャネルを各セクタ位置合わせの周りで傾けることにより、当該セクタ内で少なくとも1つの欠陥を検出するよう構成される、実施形態1〜10のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 11
The controller is configured to adjust at least one of the support chuck and the lens to detect at least one defect in the sector by tilting the channel around each sector alignment. The device according to any one of the preceding embodiments.
実施形態12
セラミックハニカム体を製造するための装置であって、
上記装置は、検査装置を備え、
上記検査装置は:
上記セラミックハニカム体のチャネル内へと光を向けるよう構成された光源;
上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達された上記光の少なくとも一部分を受承するよう構成されたレンズ;
伝達された上記光の像を撮像するよう構成された撮像デバイス;
上記ハニカム体を支持するよう構成された支持チャック;並びに
上記撮像された画像を受信し、各上記撮像された画像を分析し、上記分析に基づいて上記支持チャック及び上記レンズのうちの少なくとも1つを調整し、上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするよう構成されたコントローラ
を備える、装置。
Embodiment 12
An apparatus for producing a ceramic honeycomb body,
The device comprises an inspection device,
The above inspection device is:
A light source configured to direct light into a channel of the ceramic honeycomb body;
A lens configured to receive at least a portion of the light transmitted through the channel of the ceramic honeycomb body;
An imaging device configured to capture an image of the light transmitted;
A support chuck configured to support the honeycomb body; and receiving the captured images, analyzing each of the captured images, and based on the analysis, at least one of the support chuck and the lens. A controller configured to: adjust and align the channel and lens optical axes.
実施形態13
セラミックハニカム体を自動的に検査する方法であって、
上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を向けるステップであって、上記光の少なくとも一部分が、上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達される、ステップ;
レンズを通して、上記光の上記一部分を画像化するステップ;
上記チャネルと上記レンズの光軸との間の増分角度において複数の画像を撮像するステップ;
上記撮像された画像の少なくとも一部分を分析するステップ;並びに
上記分析するステップに基づいて上記セラミックハニカム体及び上記レンズのうちの少なくとも1つを調整して、上記チャネル及びレンズ光軸を互いに対して位置合わせ角度に位置合わせするステップ
を含む、方法。
Embodiment 13
A method of automatically inspecting a ceramic honeycomb body,
Directing light towards a first end of the ceramic honeycomb body, wherein at least a portion of the light is transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body;
Imaging the portion of the light through a lens;
Imaging a plurality of images at incremental angles between the channel and the optical axis of the lens;
Analyzing at least a portion of the captured image; and adjusting at least one of the ceramic honeycomb body and the lens based on the analyzing to position the channel and lens optical axes relative to one another A method comprising: aligning to a registration angle.
実施形態14
上記チャネル及び上記レンズ光軸のうちの少なくとも1つを、上記位置合わせ角度の周りで調整することによって、上記ハニカム体内で少なくとも1つの欠陥を検出するステップを更に含む、実施形態13に記載の方法。
Fourteenth Embodiment
14. The method according to embodiment 13, further comprising the step of detecting at least one defect in the honeycomb body by adjusting at least one of the channel and the lens optical axis around the alignment angle. .
実施形態15
上記少なくとも1つの欠陥は、内部割れ、内部裂け、膨張ウェブ、及び閉塞チャネルのうちの少なくとも1つを含む、実施形態13又は14に記載の方法。
Embodiment 15
The method according to embodiment 13 or 14, wherein the at least one defect comprises at least one of an internal crack, an internal tear, an expanding web, and an occlusion channel.
実施形態16
上記セラミックハニカム体の識別子、及び欠陥が検出された場合の欠陥のタイプのうちの少なくとも1つを記録するステップを更に含む、実施形態13〜15のいずれか1つに記載の方法。
Sixteenth Embodiment
The method according to any one of the embodiments 13-15, further comprising the step of recording at least one of the ceramic honeycomb body identifier and the type of defect if a defect is detected.
実施形態17
上記分析するステップは、各上記画像を分析して、平均伝達光強度を算出し、上記平均伝達光強度が最大化される場合に上記チャネル及び上記レンズ光軸を位置合わせするステップを含む、実施形態13〜16のいずれか1つに記載の方法。
Seventeenth Embodiment
The analyzing step includes the steps of analyzing each of the images to calculate an average transmitted light intensity and aligning the channel and the lens optical axis if the average transmitted light intensity is maximized. The method according to any one of the aspects 13-16.
実施形態18
上記分析するステップは、上記セラミックハニカム体のセクタに関する画像を分析するステップを含み、
上記セラミックハニカム体は複数の上記セクタを有し、少なくとも1つの上記チャネルは、少なくとも1つの他の上記セクタ内のチャネルに対して平行でなく、
上記分析に基づいて調整するステップは、上記チャネルの複数のセクタと上記レンズ光軸とを位置合わせするステップを含む、実施形態13〜17のいずれか1つに記載の方法。
Embodiment 18
The analyzing step includes analyzing an image of a sector of the ceramic honeycomb body,
The ceramic honeycomb body comprises a plurality of the sectors, wherein at least one of the channels is not parallel to a channel in at least one other of the sectors,
18. The method according to any one of the embodiments 13-17, wherein adjusting based on the analysis comprises aligning a plurality of sectors of the channel with the lens optical axis.
実施形態19
上記チャネル及び上記レンズ光軸の位置合わせのうちの少なくとも1つを、各セクタ位置合わせの周りで調整して、当該セクタ内で少なくとも1つの欠陥を検出するステップを更に含む、実施形態13〜18のいずれか1つに記載の方法。
Embodiment 19
19. The method according to any one of the claims 13-18, further comprising adjusting at least one of the channel and the alignment of the lens optical axis around each sector alignment to detect at least one defect in the sector. The method according to any one of the preceding.
実施形態20
セラミックハニカム体を製造する方法であって、
上記方法は、上記セラミックハニカム体を検査するステップを含み、
上記検査するステップは:
上記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を向けるステップであって、上記光の少なくとも一部分が、上記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達される、ステップ;
レンズを通して、上記光の上記一部分を画像化するステップ;上記チャネルと上記レンズの光軸との間の増分角度において複数の画像を撮像するステップ;
上記撮像された画像の少なくとも一部分を分析するステップ;並びに
上記分析するステップに基づいて上記セラミックハニカム体を調整して、上記分析するステップに基づいて上記チャネル及びレンズ光軸を位置合わせするステップ
を含む、方法。
Embodiment 20
A method of producing a ceramic honeycomb body, comprising
The method includes the step of inspecting the ceramic honeycomb body,
The steps to check are:
Directing light towards a first end of the ceramic honeycomb body, wherein at least a portion of the light is transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body;
Imaging the portion of the light through a lens; imaging a plurality of images at incremental angles between the channel and the optical axis of the lens;
Analyzing at least a portion of the captured image; and adjusting the ceramic honeycomb body based on the analyzing to align the channel and lens optic axes based on the analyzing. ,Method.
100 検査装置
102 散乱光源、光源
104 光
106 部品、セラミックハニカム体
108 光
110 テレセントリックレンズ
112 カメラ
114 支持チャック
116 垂直基準角度、ピッチ角、ピッチ基準角度
118 コントローラ
120 チャネル壁
122 水平基準角度、ヨー角、ヨー基準角度
510 明色の部分
520 暗色の部分
530 暗色の部分
710 欠陥、割れ、割れ欠陥
720 影
730 影
100
Claims (5)
前記セラミックハニカム体のチャネル内へ光を向ける光源;
前記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達された前記光の少なくとも一部分を受承するよう構成されたレンズ;
前記チャネルと前記レンズの光軸のなす角度を段階的に変えた複数の各角度において、前記チャネルを通って伝達された前記光の像を撮像する撮像デバイス;
前記セラミックハニカム体を支持する支持チャック;並びに
前記撮像された画像を受信して分析し、前記チャネルと前記レンズの光軸のなす前記複数の各角度で撮像された前記複数の画像の平均光強度と比較して、該複数の画像間での平均光強度を最大化するように前記支持チャック及び前記レンズのうちの少なくとも1つを調整することによって、前記チャネルと前記レンズの光軸が位置合わせされる角度を決定して前記チャネルと前記レンズの光軸を位置合わせするコントローラ
を備える、装置。 An inspection apparatus for inspecting a ceramic honeycomb body,
Light sources that direct light into the channel of the ceramic honeycomb body;
A lens configured to receive at least a portion of the light transmitted through the channels of the ceramic honeycomb body;
Wherein in the channel a plurality of respective angles of the angle of the optical axis is changed stepwise in the lens, an imaging devices that picks up an image of the transmitted said light through said channel;
Average and for receiving the captured image to analyze the plurality of images captured by the plurality of the angle between the optical axis of the channel and the lens; the ceramic supporting lifting chuck honeycomb body you support The optical axis of the channel and the lens is adjusted by adjusting at least one of the support chuck and the lens to maximize an average light intensity among the plurality of images as compared to the light intensity. to determine the angle to be aligned comprises alignment to Turkey controller the optical axis of the channel and the lens apparatus.
各前記セクタは、前記複数のセクタのうちの他の1つに対して平行でない少なくとも1つのチャネルを備える、請求項1に記載の装置。 The controller for each of the plurality of sectors before SL channel, the corresponding sector to the optical axis of the lens, the imaging at a plurality of respective angles of the angle of the optical axis is changed stepwise in the channel and the lens The sector and the lens by determining an angle to be aligned based on the analysis of the captured image and adjusting at least one of the support chuck and the lens based on the determined alignment angle Configured to align with the optical axis of
The apparatus of claim 1, wherein each said sector comprises at least one channel not parallel to another one of said plurality of sectors.
前記セラミックハニカム体の第1の端部に向かって光を向けるステップであって、前記光の少なくとも一部分が、前記セラミックハニカム体のチャネルを通って伝達される、ステップ;
レンズを通して、前記光の前記一部分を画像化するステップであって、前記チャネルと前記レンズの光軸のなす角度を段階的に変えた複数の各角度において複数の画像を撮像するステップを含むステップ;
前記段階的に変えた複数の各角度において前記撮像された画像の平均光強度を比較して、該複数の画像間での平均光強度を最大化することによって、前記チャネルと前記レンズの前記光軸が位置合わせされる位置合わせ角度を決定するステップ;並びに
前記決定された位置合わせ角度に基づいて前記セラミックハニカム体及び前記レンズのうちの少なくとも1つを調整して、前記チャネル及び前記レンズの前記光軸を位置合わせするステップ
を含む、方法。 A method of inspection of ceramic honeycomb bodies,
Directing light towards a first end of the ceramic honeycomb body, wherein at least a portion of the light is transmitted through a channel of the ceramic honeycomb body;
Through the lens, comprising the steps of imaging the portion of the light, step comprising the step of imaging a plurality of images at a plurality of respective angles varying stepwise the angle of the optical axis of the channel and the lens;
The light of the channel and the lens is compared by comparing the average light intensity of the captured image at each of the plurality of progressively changed angles and maximizing the average light intensity among the plurality of images. Determining an alignment angle at which the axes are aligned ; and
And adjusting at least one of said ceramic honeycomb body and the lens based on the alignment angle the determined, comprising the step of aligning position of said optical axis of said channel and said lens.
複数のセクタを有し、各セクタは、少なくとも1つの他のセクタ内のチャネルに対して平行でない少なくとも1つのチャネルを含む前記セラミックハニカム体であって、該セラミックハニカム体のセクタに関する画像を分析するステップを含み、
前記チャネルおよび前記レンズの前記光軸を位置合わせするステップが、
前記画像が分析される前記セクタと前記レンズの前記光軸とを位置合わせするステップを含む、請求項4に記載の方法。 The step of determining the alignment angle may
Said ceramic honeycomb body comprising a plurality of sectors, each sector comprising at least one channel not parallel to the channels in at least one other sector, analyzing an image for a sector of said ceramic honeycomb body comprising the step,
Aligning the optical axis of the channel and the lens;
Comprising the step of aligning said optical axis of said sector and said lens in which the image is analyzed, the method according to claim 4.
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